Yıl 2019, Cilt 19 , Sayı 3, Sayfalar 871 - 875 2019-12-31

Modifiye Sol-Jel Yöntemi Kullanılarak İtriya Katkılı Zirkonya Sentezi
Synthesis of Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) Ceramic Powder Using Modified Sol-Gel Method

Aysu Aydınoğlu [1] , Afife Binnaz HAZAR YORUÇ [2]


Zirkonya, tıbbi uygulamalarda, diş rengine benzerliği, iyi mekanik ve biyoinert özellikleri nedeniyle yaygın olarak kullanılan seramik tozlarıdır. Yüksek sıcaklık formları MgO, CaO ve Y2O3 gibi oksitlerin eklenmesi ile tamamen veya kısmen dengelenebilir. Son zamanlarda, itriya stabilize zirkonya çoğunlukla avantajları nedeniyle incelenmiştir. Bu çalışmada, basit bir sol-jel işlemi kullanılarak %3 mol ve %8 mol itriya stabilize zirkonya tozları sentezlenmiştir. ZrO(NO3)2.xH2O ve Y(NO3)3.6H2O sırası ile etilen glikol ve saf su içerisinde çözündürüldü ve karıştırıldı. Karıştırmanın ardından pH, HNO3 ile 3.5'e ayarlandı. Elde edilen süspansiyon homojen hale gelinceye kadar karıştırıldı. Homojen karışım, 120°C'de kurutuldu ve daha sonra 1200°C'de sinterlendi. Elde edilen tozların kristal boyutları ve mineralojik kompozisyon XRD ile belirlenmiştir. Yüzey alanı BET metodu ile ölçülmüş ve partikül büyüklüğü hesaplanmıştır. Tozların yoğunluğu ise ultrapiknometre ile ölçülmüştür. Ayrıca SEM ile morfolojik yapı incelenmiştir. Tetragonal ZrO2 ve tetragonal ZrO2-Y2O3 fazları gözlendi. Mevcut çalışmalar, YSZ tozunun bu yöntemle etkili bir şekilde sentezlenebileceğini göstermektedir.

Zirconia is widely used ceramic powders as a biomaterial in medical applications due to its similarity with tooth color, good mechanical and bioinert properties. Its high temperature forms can be fully or partially stabilized by the addition of oxides such as MgO, CaO and Y2O3. Recently, yttria stabilized zirconia has been mostly studied because of its lots of advantages. In this study, 3% mol and 8% mol yttria stabilized zirconia powders have been synthesized using a simple sol-gel process. ZrO(NO3)2.xH2O and Y(NO3)3.6H2O was dissolved in ethylene glycol and pure water, respectively and mixed together. After mixing pH was adjusted to 3.5 using HNO3. Final suspension was stirred until it becomes homogenized. Homogeneous mixture dried at 120°C and then sintered at 1200°C. Crystallite sizes and mineralogical composition were determined by XRD. Surface area was measured by BET method and particle size was calculated. Density of powders was measured by ultrapicnometer. Also, morphological structure was examined by SEM. Tetragonal ZrO2 and tetragonal ZrO2-Y2O3 phases were observed. Current studies showed that YSZ powder can be effectively synthesis with the present method.

  • Amézaga-Madrid, P., Hurtado-Macías, A., Antúnez-Flores, W., Estrada-Ortiz, F., Pizá-Ruiz, P., and Miki-Yoshida, M. (2012). Synthesis, microstructural, optical and mechanical properties of yttria stabilized zirconia thin films. Journal of Alloys and Compounds, 536, S412–S417.
  • Chen, S.-G., Yin, Y.-S., Wang, D.-P., and Li, J. (2004). Reduced activation energy and crystalline size for yttria-stabilized zirconia nano-crystals:: an experimental and theoretical study. Journal of Crystal Growth, 267(1–2), 100–109.
  • Denry, I., and Kelly, J. R. (2008). State of the art of zirconia for dental applications. Dental Materials, 24(3), 299–307.
  • Hsu, Y.-W., Yang, K.-H., Chang, K.-M., Yeh, S.-W., and Wang, M.-C. (2011). Synthesis and crystallization behavior of 3 mol% yttria stabilized tetragonal zirconia polycrystals (3Y-TZP) nanosized powders prepared using a simple co-precipitation process. Journal of Alloys and Compounds, 509(24), 6864–6870.Kaya, G. (2013). Production and characterization of self-colored dental zirconia blocks. Ceramics International, 39(1), 511–517.
  • Kelly, J. R., and Denry, I. (2008). Stabilized zirconia as a structural ceramic: an overview. Dental Materials, 24(3), 289–298.
  • Kuo, C.-W., Lee, Y.-H., Fung, K.-Z., and Wang, M.-C. (2005). Effect of Y2O3 addition on the phase transition and growth of YSZ nanocrystallites prepared by a sol–gel process. Journal of Non-Crystalline Solids, 351(4), 304–311.
  • Manicone, P. F., Iommetti, P. R., and Raffaelli, L. (2007). An overview of zirconia ceramics: basic properties and clinical applications. Journal of Dentistry, 35(11), 819–826.
  • Piconi, C., and Maccauro, G. (1999). Zirconia as a ceramic biomaterial. Biomaterials, 20(1), 1–25.
  • Pilathadka, S., Vahalová, D., and Vosáhlo, T. (2007). The Zirconia: a new dental ceramic material. An overview. Prague Med Rep, 108(1), 5–12.
  • Ray, J. C., Pati, R. K., and Pramanik, P. (2000). Chemical synthesis and structural characterization of nanocrystalline powders of pure zirconia and yttria stabilized zirconia (YSZ). Journal of the European Ceramic Society, 20(9), 1289–1295.
  • Wang, C.-H., Wang, M.-C., Du, J.-K., Sie, Y.-Y., Hsi, C.-S., and Lee, H.-E. (2013). Phase transformation and nanocrystallite growth behavior of 2 mol% yttria-partially stabilized zirconia (2Y-PSZ) powders. Ceramics International, 39(5), 5165–5174.
  • Zhu, Q., and Fan, B. (2005). Low temperature sintering of 8YSZ electrolyte film for intermediate temperature solid oxide fuel cells. Solid State Ionics, 176(9–10), 889–894.
Birincil Dil en
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0002-1875-2249
Yazar: Aysu Aydınoğlu
Kurum: Yıldız Technical University, Department of Metallurgical and Materials Engineering
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0001-7281-2305
Yazar: Afife Binnaz HAZAR YORUÇ
Kurum: Yıldız Technical University, Department of Metallurgical and Materials Engineering
Ülke: Turkey


Destekleyen Kurum The Office of Scientific Research Project Coordination; Yildiz Technical University
Proje Numarası 2013-07-02-KAP01
Teşekkür This study was supported by the Office of Scientific Research Project Coordination; Yildiz Technical University within the scope of the project number is 2013-07-02-KAP01.
Tarihler

Başvuru Tarihi : 12 Eylül 2019
Yayımlanma Tarihi : 31 Aralık 2019

Bibtex @araştırma makalesi { akufemubid619424, journal = {Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi}, issn = {}, eissn = {2149-3367}, address = {}, publisher = {Afyon Kocatepe Üniversitesi}, year = {2019}, volume = {19}, pages = {871 - 875}, doi = {}, title = {Synthesis of Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) Ceramic Powder Using Modified Sol-Gel Method}, key = {cite}, author = {Aydınoğlu, Aysu and HAZAR YORUÇ, Afife Binnaz} }
APA Aydınoğlu, A , HAZAR YORUÇ, A . (2019). Synthesis of Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) Ceramic Powder Using Modified Sol-Gel Method. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi , 19 (3) , 871-875 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/akufemubid/issue/51083/619424
MLA Aydınoğlu, A , HAZAR YORUÇ, A . "Synthesis of Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) Ceramic Powder Using Modified Sol-Gel Method". Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 19 (2019 ): 871-875 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/akufemubid/issue/51083/619424>
Chicago Aydınoğlu, A , HAZAR YORUÇ, A . "Synthesis of Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) Ceramic Powder Using Modified Sol-Gel Method". Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 19 (2019 ): 871-875
RIS TY - JOUR T1 - Synthesis of Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) Ceramic Powder Using Modified Sol-Gel Method AU - Aysu Aydınoğlu , Afife Binnaz HAZAR YORUÇ Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - DO - T2 - Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 871 EP - 875 VL - 19 IS - 3 SN - -2149-3367 M3 - UR - Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Synthesis of Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) Ceramic Powder Using Modified Sol-Gel Method %A Aysu Aydınoğlu , Afife Binnaz HAZAR YORUÇ %T Synthesis of Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) Ceramic Powder Using Modified Sol-Gel Method %D 2019 %J Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi %P -2149-3367 %V 19 %N 3 %R %U
ISNAD Aydınoğlu, Aysu , HAZAR YORUÇ, Afife Binnaz . "Synthesis of Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) Ceramic Powder Using Modified Sol-Gel Method". Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 19 / 3 (Aralık 2020): 871-875 .
AMA Aydınoğlu A , HAZAR YORUÇ A . Synthesis of Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) Ceramic Powder Using Modified Sol-Gel Method. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2019; 19(3): 871-875.
Vancouver Aydınoğlu A , HAZAR YORUÇ A . Synthesis of Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) Ceramic Powder Using Modified Sol-Gel Method. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2019; 19(3): 875-871.